5.73. Um foguete torna-se progressivamente mais fácil de acelerar enquanto se desloca pelo espaço. Por que isso ocorre? (Dica: aproximadamente 90% da massa de um foguete logo após o lançamento é de combustível.)

Passo 1

Chegamos na seção “pense e discuta”. Vamos lá.

No espaço, a gente pode desconsiderar o atrito, a força peso... Aqui a gente só vai considerar as forças geradas pela propulsão do foguete.

Então é o seguinte, quando o foguete acelera, ele está empurrando o combustível para trás, e consequentemente, o combustível empurra o foguete para frente. Se o foguete para de expelir combustível, ele não desacelera, ela continua com a velocidade constante, até que outra força aja sobre ele.

Passo 2

Uma parte da massa do foguete é só o combustível, olha lá a dica do problema, quanto mais combustível é expelido, mais leve o foguete fica. Bom, a aceleração que o foguete ganha pode ser obtido por essa expressão:

a = F m

Isso vem da segunda lei de Newton.

Bom, a gente pode supor que a força é a mesma sempre, ou seja, o foguete sempre expele o combustível do mesmo jeito, mas nesse a casa a massa vai mudar. Cada ver que o foguete acelera um pouco, a massa diminui, e quanto menor a massa, maior a aceleração, olha lá a equação, a massa e a aceleração são inversamente proporcionais.

É por isso que vai ficando cada vez mais fácil de acelerar.

Resposta

A massa e a aceleração são inversamente proporcionais.

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